반도체 물리

전자 밀도 n, 정공 밀도 p, 전자의 이동도 μn, 정공의 이동도 μp, 기본 전하 q일 때, 반도체의 전도율 σ를 나타내는 식은?

  1. Aσ = q(nμn − pμp)
  2. Bσ = (nμn + pμp) / q
  3. Cσ = q(nμn + pμp)
정답과 해설 보기

정답: C. σ = q(nμn + pμp)

전자와 정공은 움직이는 방향이 반대이지만 전하의 부호도 반대이므로 전류는 같은 방향으로 흐르며, 전도율은 합인 σ = q(nμn + pμp)가 됩니다. 저항률은 그 역수입니다. 도핑한 반도체에서는 다수 캐리어의 항만으로 충분히 근사할 수 있으며, 예를 들어 n형이라면 σ ≈ qnμn입니다. 진성 실리콘에서는 n = p = ni이므로 σ = q·ni(μn + μp)가 되고 저항률은 약 2×10⁵ Ω·cm로 커집니다.

  • A. 정공은 전자와 반대 방향으로 움직이지만 전하도 반대이므로 전류는 같은 방향이 되어 차가 아니라 합이 됩니다.
  • B. 전도율은 기본 전하 q에 비례하므로 q로 나누는 것은 잘못입니다.
  • C. 올바릅니다. 전자와 정공의 기여를 더합니다.
이 분야 연습하기 분야로 돌아가기

반도체 물리의 다른 문제

  1. 금지대 안에 생긴 깊은 준위(트랩)를 통해 전자와 정공이 재결합하는 과정을 무엇이라 하는가?
  2. 소수 캐리어의 확산 계수를 D, 라이프타임을 τ라 할 때, 확산 길이 L을 나타내는 식은?
  3. 실리콘의 밴드갭은 온도가 오르면 어떻게 되는가?
  4. 실리콘 내 전자에 강한 전계를 가했을 때 드리프트 속도는 어떻게 되는가?
  5. 파장 620 nm인 빛의 광자 1개가 가진 에너지에 가장 가까운 값은? (E [eV] ≈ 1240 / λ [nm])